高層建筑給水排水優(yōu)化方案設(shè)計
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摘要：隨著國家經(jīng)濟(jì)走勢持續(xù)回暖，國民生活水平逐步提高，建筑行業(yè)為滿足社會發(fā)展需求，逐步加大高層建筑的建設(shè)力度。由于建筑的層數(shù)越來越多，高度越來越大，所以高層建筑的給水排水問題引起了建筑行業(yè)的關(guān)注。文章圍繞高層建筑的給水排水的特點(diǎn)及方法進(jìn)行了分析，并提出了合理性的優(yōu)化設(shè)計方案。
關(guān)鍵詞：高層建筑；給水排水；優(yōu)化方案；方案設(shè)計；建筑工程
高層建筑給水排水的設(shè)計不同于多層建筑，設(shè)計者給出設(shè)計方案前，要充分考慮到高層建筑層高、實用、美觀等因素對給排水的影響，并且要對給排水的施工進(jìn)行合理規(guī)劃，提高施工質(zhì)量的同時要保證高層建筑的整體美觀效果。隨著國民經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，人們對居住環(huán)境和質(zhì)量的要求也隨之不斷升高，因此建筑施工各單位不僅要適應(yīng)社會發(fā)展需求，還要保證在高層建筑的實用性、功能性、美觀等多種性能。尤其在給排水的設(shè)計施工方面，由于高層建筑的主體結(jié)構(gòu)、框架多采用框剪或筒形結(jié)構(gòu)，所以給排水設(shè)計施工帶來極大不便，如何優(yōu)化高層建筑給排水的設(shè)計施工是現(xiàn)階段施工單位亟待解決的問題，并針對難點(diǎn)積極探求優(yōu)化方案。
1高層建筑給水排水工程的施工重點(diǎn)及特點(diǎn)
由于高層建筑給水排水工程分為給水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)及消防系統(tǒng)四個部分，所以在高層建筑室內(nèi)的給水、排水設(shè)備較多，穿插管線種類多種多樣，就現(xiàn)階段建筑行業(yè)的給水排水施工技術(shù)來說，并沒有具體的可行性指標(biāo)和操作規(guī)范予以支持，因此在施工過程中，人為操作主觀意識較強(qiáng)，施工工序雜亂無章，無法保證施工質(zhì)量。另外，現(xiàn)行的高層建筑給水排水技術(shù)與實際施工要求產(chǎn)生脫節(jié)現(xiàn)象，隨著國民經(jīng)濟(jì)水平日新月異的變化，高層建筑的給水排水技術(shù)不再是單純地解決居民的供水和排水問題，而要結(jié)合消防安全技術(shù)和自動化技術(shù)，不斷更新設(shè)計理念，將節(jié)水、節(jié)能的建筑設(shè)計理念引入到高層建筑給水排水設(shè)計和施工中，在施工過程中加強(qiáng)施工管理，合理利用新型環(huán)保材料，嚴(yán)格規(guī)范施工技術(shù)操作，在提高施工質(zhì)量和效率的基礎(chǔ)上，保證建筑的給水排水系統(tǒng)正常、安全運(yùn)行。由于高層建筑本身具有的多層、多功能、多設(shè)備等特性，在給水排水工程的施工過程中具有以下五方面特點(diǎn)：第一，給水排水量相對較大。由于高層建筑的使用面積較大，容納的居住人數(shù)較多，所以居民所需的用水量和日常生活產(chǎn)生的污水量較大，一旦管道擁堵或是損壞，勢必會造成供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)發(fā)生故障，影響居民生活質(zhì)量，甚至危及整棟建筑的供水系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，導(dǎo)致大范圍的停水，給居民的生活帶來極大不便，因此建筑施工單位要尤其注意給水排水系統(tǒng)的日常維護(hù)工作；第二，施工單位為提高建筑的實用性，在施工過程中增設(shè)了多種使用功能，再加上繁多的管線穿插縱橫在建筑室內(nèi)，居民使用家電時會使電壓過大而發(fā)生線路短路，給居民正常生活埋下安全隱患，稍有不慎就會發(fā)生火災(zāi)，而且在高層建筑中人員疏通起來較為困難，后果不堪設(shè)想，所以建筑施工在進(jìn)行給水排水施工時要結(jié)合消防給水技術(shù)和防火材料的使用，確保高層建筑的安全性能；第三，消防系統(tǒng)的技術(shù)壓力較大，以往設(shè)計的供水區(qū)域只有一個，易使管道和相關(guān)附件發(fā)生損壞，影響給水、排水系統(tǒng)的正常使用，因此設(shè)計人員在進(jìn)行給水、排水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，應(yīng)采用豎向分區(qū)的方法，從而降低消防系統(tǒng)的靜水壓力，保證給水、排水系統(tǒng)安全、暢通運(yùn)行；第四，由于高層建筑的給水排水量較大，施工單位通常會選用較多、較長的排水管道，增加管道水流壓力，并且壓力波動性較強(qiáng)，更容易造成給水、排水系統(tǒng)的不穩(wěn)定，所以施工單位在選擇排水管道材料時，應(yīng)盡量采用機(jī)械強(qiáng)度較大的、接口柔韌性較好的材料或是專用通氣管排水系統(tǒng)和新型單立管道，以減緩管道中的壓力波動，強(qiáng)化給水、排水系統(tǒng)的使用性能；第五，由于高層建筑的給水排水設(shè)備較多，運(yùn)行時產(chǎn)生的噪音也會隨之增多，建筑施工單位必須要充分考慮到管道降噪問題，利用相關(guān)防震和降噪技術(shù)，在保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的同時為居民提供優(yōu)質(zhì)、舒適的居住環(huán)境。
2高層建筑中常見的給水排水方法
2.1氣壓罐式給水
氣壓罐式給水方法主要通過離心水泵和氣壓罐設(shè)備的協(xié)同工作來完成給水。氣壓罐的工作主要依靠罐內(nèi)的空氣不斷壓縮進(jìn)行儲水和調(diào)節(jié)供水量，一旦罐內(nèi)的水壓達(dá)到一定高度，離心水泵就會軟啟動和循環(huán)啟動水泵機(jī)組，最終完成供水。這種給水方法無需水箱和水塔，不僅可以自動控制給水量，便于管理，并且由于氣壓罐的密封效果較好，可以防止罐內(nèi)水資源不受污染，更能減少建筑工程的施工成本。但是在氣壓罐給水過程中，常常會出現(xiàn)因供水壓力過大而引起的壓力波動，而且它的儲水量有限，必須要頻繁啟動才能滿足供水需求量，所以勢必會增加設(shè)備維修成本，從而縮短設(shè)備的使用壽命。
2.2高位水箱式給水
高位水箱給水方法主要利用離心水泵和水箱兩個部分進(jìn)行給水，根據(jù)以往的使用經(jīng)驗大致可以分為并聯(lián)式給水、串聯(lián)式給水、減壓水箱式給水和減壓閥式給水四種方法。它的主要作用是調(diào)節(jié)供水區(qū)的儲水量、供水和水壓，相比氣壓罐式給水方法來講，雖然儲水量也有一定限制，其優(yōu)勢是不需要頻繁啟動相關(guān)設(shè)備，因此建設(shè)成本和維修費(fèi)用也相對較少，缺點(diǎn)也密封性較差，水質(zhì)容易受到外界環(huán)境的影響而受到污染，且由于水箱占地面積較大，會增加建筑投資費(fèi)用。
2.3減壓分區(qū)式給水
減壓分區(qū)式給水主要依靠減壓閥和各個供水區(qū)的減壓水箱的工作實現(xiàn)減壓給水的目標(biāo)。在相關(guān)設(shè)備運(yùn)行過程中，離心水泵會降水直接輸送到頂層供水區(qū)的水箱中，利用減壓閥將水由上至下的輸送到各個供水區(qū)的水箱中，且各水箱之間可以進(jìn)行自動減壓，一方面減少了占地面積；另一方面給水相對穩(wěn)定、可靠，但也存在一些問題，例如下層供水區(qū)的供水壓力較弱，增加了離心水泵的使用率。
2.4變頻水泵式給水
變頻水泵式給水是一種利用單片機(jī)、變頻技術(shù)和水泵機(jī)組相結(jié)合而構(gòu)成的給水技術(shù)，其作用是可以自行調(diào)節(jié)水壓和水流量，并且不需要水箱。這種方法可以根據(jù)各個供水區(qū)的用水量自行調(diào)整相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行速度且占地面積較小，不僅延長了相關(guān)設(shè)備的使用壽命，更加有利于后期維修與管理工作。但是這種方法所使用的設(shè)備價格相對較高，大大增加了建設(shè)成本，特別是變頻器，不僅價格較貴，還容易受到外部環(huán)境的影響，造成變頻器的損壞，從而影響設(shè)備正常運(yùn)行。由此可見，每一種方法都有各自的優(yōu)勢和劣勢，需要設(shè)計人員在施工設(shè)計階段結(jié)合高層建筑特點(diǎn)和施工要求對給水排水方法進(jìn)行調(diào)整，針對在施工過程中易出現(xiàn)的情況和問題，調(diào)節(jié)設(shè)計方案的優(yōu)化措施，以全面保證給水排水系統(tǒng)的安全、暢通運(yùn)行，從而優(yōu)化居民的生活質(zhì)量和居住環(huán)境。
3高層建筑給水排水的優(yōu)化設(shè)計方案
通過對高層建筑給水排水方法及施工特點(diǎn)的分析，高層建筑的給水排水系統(tǒng)的設(shè)計必須要進(jìn)行優(yōu)化和改善，以切實保證高層建筑給水排水系統(tǒng)的安全、暢通運(yùn)行，因此筆者建設(shè)性地提出了以下三點(diǎn)高層建筑給水排水設(shè)計方案的優(yōu)化措施，具體包括：第一，在進(jìn)行給水排水系統(tǒng)的設(shè)計過程中，要采用分建供水區(qū)，并且這些供水區(qū)要共用供水管道，以減少設(shè)備的占地面積，減少施工成本。在水污染問題上，可以通過分別設(shè)置生活供水區(qū)和消防供水區(qū)來盡量減少水質(zhì)污染的問題，施工單位應(yīng)特別注意管道網(wǎng)絡(luò)的鋪設(shè)，并且結(jié)合管道施工的特性，提高管道的質(zhì)量和使用性能，合理規(guī)劃相關(guān)設(shè)備的設(shè)置；第二，針對建筑室內(nèi)衛(wèi)生間易出現(xiàn)滲水、漏水的問題，施工單位應(yīng)加強(qiáng)建筑地面防水性能，合理設(shè)計廚具、洗臉池、淋浴器等家具家電的位置擺放，采用節(jié)能型附件和技術(shù)，例如充氣式水嘴、真空節(jié)水技術(shù)，不僅起到節(jié)約水資源的作用，還可以有效提高設(shè)備的排污功能。在施工過程中，設(shè)計人員應(yīng)尤其注意相關(guān)設(shè)施的位置規(guī)劃要符合居民的基本生活需求以及排水管道的網(wǎng)絡(luò)化鋪設(shè)要盡量保證順暢、安全且科學(xué)合理，避免管道位置與室內(nèi)生活器具的位置相互沖突，從而為居民提供既舒適又實用的居住環(huán)境；第三，在施工設(shè)計階段，設(shè)計人員要考慮到高層建筑整體的美觀效果，由于排水管道通常設(shè)置在建筑外墻內(nèi)，很容易影響建筑的視覺美感效果，因此施工人員在進(jìn)行室內(nèi)施工時，應(yīng)該盡量將衛(wèi)生間的位置設(shè)置在建筑的低地勢處以及空調(diào)擺放處要設(shè)置排水管，并且要盡量保證建筑的室內(nèi)和室外的整體美觀效果，這樣不僅可以便利居民的日常生活，更加滿足高層建筑的實用性、美觀、安全性等多方面性能的要求。
4結(jié)語
此外，合理設(shè)計給水排水系統(tǒng)和消防系統(tǒng)對高層建筑整體性能有著重要的意義。相對于多層建筑來講，高層建筑給水排水工程的施工難度較大，對供水量、排水量的要求較高，所以對施工單位來說，發(fā)現(xiàn)問題解決問題，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，才能有效提高給水排水系統(tǒng)的運(yùn)行效率，從而實現(xiàn)高層建筑優(yōu)化各方面性能的目的。隨著國家經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，建筑業(yè)的市場競爭越發(fā)激烈，在高層建筑給水排水工程的問題上，只有積極探索設(shè)計方案的優(yōu)化措施，進(jìn)行技術(shù)革新，才能在激烈的建筑業(yè)市場中立于不敗之地，從而促進(jìn)建筑業(yè)長久、可持續(xù)性發(fā)展。
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作者:王世利 單位:天元建設(shè)集團(tuán)有限公司